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预见2024:DNA存储产业技术趋势展望

日期：2024-02-26 21:21:42 来源：网络整理作者：本站编辑浏览：11 评论：0

导读：

行业主要上市公司：博晖创新(300318)，阳普医疗(300030)，上海三毛(600689)，中新药业(600329)中新药业(600329)，友好集团(600778)等。

本文核心观点：DNA存储具有寿命长、高密度、环保等优势，有望在未来成为一种重要的数据存储方式。

引言：DNA存储具有自我复制能力，可用于多种重大疾病治疗

——全球数据存储面临瓶颈DNA存储优势突出

随着大数据和人工智能等信息技术的发展，全球产生的数据正呈指数增长。医疗健康、金融服务、制造业等领域的发展带来大数据的繁荣，同时大规模数据的生产也在加速。但目前主流存储设备的存储密度提升空间很小，因此不适合长期(50年以上)存储。同时，数据存储的能耗也将成为数据存储的未来面临的另一个瓶颈。当人们享受科技带来看的便利同时，信息的保存和存储也面临着挑战。

——DNA存储具有寿命长、高密度、环保等优势

目前，常见的存储介质包括磁带、硬盘、闪存等。其中，磁带访问速度较低;硬盘耗电量较高且运行温度也较高;闪存价格偏高且容量偏低。

DNA作为一种潜在的存储介质，因其耐久性、大存储容量以及高体积密度而引起了人们的研究关注。DNA存储是一种利用人工合成的脱氧核糖核酸(DNA)分子作为存储介质，将数字信息编码后存储在DNA分子上的技术。这种技术利用了DNA的碱基序列，通过特定的算法将数字信息转换为二进制数据，然后编码为DNA序列中的腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)碱基，再合成到DNA分子上。

DNA存储技术作为一种新型的数据存储方式，相比传统存储技术具有多个显著优势。首先，DNA的存储密度极高，可以在极小的体积内存储大量的数据。其次，DNA具有非常长的半衰期，可以保存信息长达数百年甚至数千年之久，非常适合需要长期保存的数据。此外，DNA存储技术还具有低能耗、环保等优点，与传统存储技术相比具有显著的优势。未来随着技术的不断发展，DNA存储有望成为数据存储的重要发展方向之一。

技术路线：DNA存储技术发展路径与支撑体系

从技术路线发展来看，根据DNA存储的步骤，DNA存储技术可分为信息编码、DNA合成、DNA保存、数据获取、DNA测序、DNA解码等。

从技术支撑体系来看，中国DNA存储创新单元主要包括中国科学院合成生物学重点实验室、中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所等实验室;深圳市合成生物产业基金、常州市合成生物产业投资基金等产业投资基金;《生物技术核酸合成第1部分：合成寡核苷酸的生产和质量控制要求》、《DNA合成实验室环境和安全要求》等国家及地方标准计划。

DNA存储专利技术布局：DNA测序技术为布局重点

——DNA测序技术为DNA存储专利技术布局重点，申请热度和布局广度较高

从DNA存储细分专利技术申请的热度来看，DNA测序技术具备较高的专利申请热度，专利申请总量为107353项，申请人数量达50569个;从技术跨度来看，同样是DNA测序技术跨技术专利申请量较多，技术跨度达274个IPC小类;从技术市场覆盖广度来看，DNA编码和DNA测序均覆盖90个以上国家和地区，说明这些技术受到全球范围内的关注和研究。

注：1)搜索关键词：DNA存储技术路线相关关键词;2)搜索范围：标题、摘要和权利说明;3)统计截至日期：2024年1月19日。下同。

——美国为DNA存储主要技术来源

从专利地域分布来看，美国在DNA编码、DNA合成和DNA测序领域创新均较为活跃，专利数量全球第一;此外日本和中国在DNA存储相关技术专利布局也较多;从申请人来看，史密斯克莱恩比彻姆公司、哈佛大学校长及研究院协会、孟山都技术公司等为DNA存储相关技术专利主要申请人。

DNA存储科技企业技术布局：DNA合成技术为企业布局重点

目前，中国DNA存储企业技术主要布局DNA测序、DNA合成、DNA编解码等领域。其中，DNA合成技术为企业布局重点，同时也是DNA存储行业的难点所在。

注：以上排名不分先后，仅汇总行业内部分代表性科技企业。

DNA存储技术投资重点赛道：DNA合成技术为重点关注领域

从我国DNA存储投融资热门赛道来看，2021-2023年，投资领域主要集中在DNA测序和DNA合成。其中，DNA合成领域融资热度较高，投融资事件数量占比达50%。目前，在DNA存储行业中，如何降低合成成本以及提高合成的效率是资本市场重点关注方向。

DNA存储关键技术投资潜力评估

综合来看，DNA存储领域的DNA合成技术和DNA测序技术领域资本市场较为活跃，同时也是企业技术创新热点领域。

注：评估星级自一星至三星，星级越高，代表从该指标来看，技术投资潜力越大，☆代表半星。

DNA存储技术发展趋势与目标

——政策推动DNA存储技术研发及转化应用

我国已经将“DNA存储”写入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，已经将DNA存储技术作为前沿技术领域之一，计划加快布局并加强信息科学与生命科学、材料等基础学科的交叉创新，并布局了“生物与信息融合(BT与IT融合)”重点专项。《“十四五”国家信息化规划》也强调，要布局战略性前沿性技术。瞄准可能引发信息化领域范式变革的重要方向，前瞻布局包括DNA存储技术在内的战略性、前沿性、原创性、颠覆性技术。

此外，中国还致力于推动DNA信息存储技术的产业化发展。通过产学研各界的合作，中国希望能够搭建起融合发展的桥梁，推动DNA信息存储技术向产业化进军，抢占全球的战略高地。

——DNA存储技术发展趋势

DNA存储技术未来的发展趋势是多方面的，包括提高存储密度、降低成本、提高可靠性、与其他技术融合以及探索商业应用等。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，DNA存储技术有望在未来成为一种重要的数据存储方式。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《全球DNA测序行业商业模式与投资预测分析报告》。

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